JPH059625A - 半導体素子用ボンデイングワイヤ - Google Patents

半導体素子用ボンデイングワイヤ

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JPH059625A
JPH059625A JP3158694A JP15869491A JPH059625A JP H059625 A JPH059625 A JP H059625A JP 3158694 A JP3158694 A JP 3158694A JP 15869491 A JP15869491 A JP 15869491A JP H059625 A JPH059625 A JP H059625A
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JP
Japan
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loop
ball
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wire
bonding wire
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Ichiro Nagamatsu
一郎 永松
Sukehito Iga
祐人 伊賀
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Tanaka Denshi Kogyo KK
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Tanaka Denshi Kogyo KK
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 高純度Ｐｄ又はＰｄ合金に、Ｓｉ，Ｃａ，Ｓ
ｃ及びＧｅの中から１種又は２種以上を１０〜１０００
原子ｐｐｍ含有させたことを特徴とする半導体素子用ボ
ンディングワイヤ。 【効果】 ボール形成時の再結晶領域が短くなってルー
プ高さが低くなり、常温での引張り強度が高くなってル
ープ垂れが少なくなると共に、ワイヤやボール形成時に
ボールが硬くなり過ぎず、しかもボール形成時における
ネック部の結晶粒粗大化が防止されるので、ループ垂れ
が生じることなくループ高さを１７０μｍ以下にでき
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体チップ上の電極
と基板上の外部リードとを接続するために用いられる半
導体素子用ボンディングワイヤ、詳しくはＰｄを主要元
素とするものに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の半導体素子用ボンディン
グワイヤとして、例えば特公昭６２−４３５４１号公報
に開示される如く、Ｐｄの純度を重量比で９９．９７％
以上にして作製したＰｄ線をキャピラリー内に通し、こ
のキャピラリーの先端から垂下したＰｄ線の先端を電気
トーチにより溶融させてボールを形成し、このボールを
半導体チップ上の電極に圧着して接着せしめ、その後、
ループ状に外部リードまで導いて該外部リードに圧着・
切断することにより、チップ電極と外部リードを接続さ
せるものがある。
【０００３】ところで近年、ＬＳＩパッケージの小型及
び薄型化に伴いボンディング形態におけるワイヤループ
は、従来のものに比べてループ高さを低く例えば１７０
μｍ以下にすることが要求されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし乍ら、上述した
従来の半導体素子用ボンディングワイヤでは、ボール形
成時に熱影響を受けて再結晶する領域が比較的長く、こ
の再結晶領域が他の熱影響を受けない部分に比べ、軟化
して主にこれら両者の境目近くで折れ曲がるため、ルー
プ高さが１９０μｍ位あると共に、常温における引張り
強度が低いため、ループ高さを低くするとループが垂れ
易くなって、ショート事故の原因となり、その結果、信
頼性が著しく低下するという問題がある。
【０００５】本発明は斯る従来事情に鑑み、ループ垂れ
が生じることなくループ高さを１７０μｍ以下にするこ
とを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明が講ずる技術的手段は、高純度Ｐｄ又はＰｄ合
金に、Ｓｉ，Ｃａ，Ｓｃ及びＧｅの中から１種又は２種
以上を１０〜１０００原子ｐｐｍ含有させたことを特徴
とするものである。
【０００７】そして、高純度Ｐｄとは、不可避不純物を
含む９９．９％以上のものを母材として用いる。
【０００８】また、Ｐｄ合金とは、高純度ＰｄにＲｕ，
Ｏｓ（１原子％以下）やＡｕ，Ｐｔ（１０原子％以下）
などを１種又は２種以上含有させたものを母材として用
い、Ｐｄ合金とすることにより、耐蝕性を高めると共
に、常温及び高温での機械的強さを向上させて高速ボン
ディングを可能にする。
【０００９】
【作用】上記技術的手段における各成分の限定理由につ
いて述べる。
【００１０】Ｓｉ，Ｃａ，Ｓｃ及びＧｅは、ボール形成
時の再結晶領域を短くし、常温での引張り強度を高める
作用があると共に、ボール形成時におけるネック部の結
晶粒粗大化を防止する作用があるが、その含有量が１０
原子ｐｐｍ未満では特性を満足することができない。
【００１１】一方、Ｓｉ，Ｃａ，Ｓｃ及びＧｅの含有量
が１０００原子ｐｐｍを越えると、ワイヤが硬くなり過
ぎて伸線加工が難しく、即ち加工性が悪くなるばかりで
なく、ボール形成時にボールが硬くなり過ぎて、ボール
ボンディングの際にボールが十分に潰れず、接着面積が
不足して接合強度が低下したり、チップ割れの原因とな
る。
【００１２】従って、上述した組成によれば、ボール形
成時の再結晶領域が短くなってループ高さが低くなり、
常温での引張り強度が高くなってループ垂れが少なくな
ると共に、ワイヤやボール形成時にボールが硬くなり過
ぎず、しかもボール形成時におけるネック部の結晶粒粗
大化が防止される。
【００１３】
【実施例】以下、具体的な実施例について説明する。
【００１４】９９．９％以上の高純度Ｐｄ又はＰｄ合金
に、Ｓｉ，Ｃａ，Ｓｃ及びＧｅを下記の表１〜表３に示
す元素含有率に基づき添加して溶解鋳造し、次に溝ロー
ル加工を施し、その途中で焼なまし処理を施した後に線
引加工で線径２５μｍの母線に成形し、更に十分な応力
除去を行うことにより各試料とした。
【００１５】表１の試料Ｎｏ．１〜２０は、高純度Ｐｄ
にＳｉ，Ｃａ，Ｓｃ及びＧｅを１種ずつ添加し、試料Ｎ
ｏ．２１〜３０は、高純度ＰｄにＳｉ，Ｃａ，Ｓｃ及び
Ｇｅの中から代表としてＳｉとＳｃ、ＣａとＧｅを夫々
２種ずつ添加し、試料Ｎｏ．３１〜３５は、高純度Ｐｄ
にＳｉ，Ｃａ，Ｓｃ及びＧｅを４種添加した。
【００１６】表２の試料Ｎｏ．３６〜７０は、高純度Ｐ
ｄにＲｕを１原子％添加したＰｄ合金に、Ｓｉ，Ｃａ，
Ｓｃ及びＧｅを１種ずつ及び２種ずつ及び４種添加し、
試料Ｎｏ．７１〜７５は、高純度ＰｄにＯｓを１原子％
添加したＰｄ合金に、Ｓｉ，Ｃａ，Ｓｃ及びＧｅの中か
ら代表としてＳｃを１種だけ添加した。
【００１７】表３の試料Ｎｏ．７６〜１１０は、高純度
ＰｄにＡｕを１０原子％添加したＰｄ合金に、Ｓｉ，Ｃ
ａ，Ｓｃ及びＧｅを１種ずつ及び２種ずつ及び４種添加
し、試料Ｎｏ．１１１〜１１５は、高純度ＰｄにＰｔを
１０原子％添加したＰｄ合金に、Ｓｉ，Ｃａ，Ｓｃ及び
Ｇｅの中から代表としてＳｉを１種だけ添加した。
【００１８】更に、表３の試料Ｎｏ．１１６は、９９．
９９％の高純度Ｐｄに何も添加しない比較品であり、試
料Ｎｏ．１１７は、９９．９９９％の高純度Ａｕに何も
添加しない比較品であり、試料Ｎｏ．１１８は、９９．
９９９％の高純度ＡｕにＣａを３０原子ｐｐｍとＧｅを
８０原子ｐｐｍ添加した比較品である。
【００１９】
【表１】
【００２０】
【表２】
【００２１】
【表３】
【００２２】このようにして作製した各試料により、引
張り試験を行って常温における機械的特性、詳しくは破
断強度（ｇ）と伸び率（％）を測定すると共に、ワイヤ
ボンディングしてループ高さ（μｍ）を測定すると共
に、ループ垂れの有無及びボールボンディング時におけ
るチップ割れの発生率（％）を測定し、更にプルテスト
を所定回数（ｎ＝１２０）ずつ行ってプル強度（ｇ）を
測定し、これらの結果を下記の表４〜表６に示す。
【００２３】更に、この表４〜表６には、伸線加工時に
おける加工性の良否を判定してその結果も示す。
【００２４】
【表４】
【００２５】
【表５】
【００２６】
【表６】
【００２７】これら測定結果により、高純度Ｐｄ又はＰ
ｄ合金に、Ｓｉ，Ｃａ，Ｓｃ及びＧｅの中から１種又は
２種以上を１０〜１０００原子ｐｐｍ添加すれば、ルー
プ垂れを生じることなくループ高さが１７０μｍ以下に
なり、しかも加工性が良くて接合強度が高いと共にチッ
プ割れが無いことが判り、本発明の組成は前述した範囲
で最適であることが理解され、そして、これら添加元素
の添加合計量を１００原子ｐｐｍ以上にすれば、ループ
垂れを生じることなくループ高さが約１５１μｍ以下に
なり、しかも加工性が良くて接合強度が高いと共に、チ
ップ割れが無いことが判る。
【００２８】
【発明の効果】本発明は上記の構成であるから、以下の
利点を有する。
【００２９】ボール形成時の再結晶領域が短くなってル
ープ高さが低くなり、常温での引張り強度が高くなって
ループ垂れが少なくなると共に、ワイヤやボール形成時
にボールが硬くなり過ぎず、しかもボール形成時におけ
るネック部の結晶粒粗大化が防止されるので、ループ垂
れが生じることなくループ高さを１７０μｍ以下にでき
る。
【００３０】従って、ボール形成時に熱影響を受けて再
結晶する領域が比較的長く、常温における引張り強度が
低い従来のものに比べ、ＬＳＩパッケージの小型及び薄
型化に対応でき、しかも加工性に優れて接合強度が向上
すると共に、チップ割れやネック切れが無いから、不良
品が発生せず高い信頼性を確保できる。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 高純度Ｐｄ又はＰｄ合金に、Ｓｉ，Ｃ
    ａ，Ｓｃ及びＧｅの中から１種又は２種以上を１０〜１
    ０００原子ｐｐｍ含有させたことを特徴とする半導体素
    子用ボンディングワイヤ。
JP3158694A 1991-06-28 1991-06-28 半導体素子用ボンデイングワイヤ Pending JPH059625A (ja)

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JP3158694A JPH059625A (ja) 1991-06-28 1991-06-28 半導体素子用ボンデイングワイヤ

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JP3158694A JPH059625A (ja) 1991-06-28 1991-06-28 半導体素子用ボンデイングワイヤ

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5538685A (en) * 1990-06-04 1996-07-23 Tanaka Denshi Kogyo Kabushiki Kaisha Palladium bonding wire for semiconductor device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5538685A (en) * 1990-06-04 1996-07-23 Tanaka Denshi Kogyo Kabushiki Kaisha Palladium bonding wire for semiconductor device

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